Parallel computing with Particle and Heavy Ion Transport code System (PHITS)

粒子・重イオン輸送計算コードPHITSでの並列計算

古田 琢哉   ; 佐藤 達彦   ; 小川 達彦   ; 仁井田 浩二*; 石川 顕一*; 野田 茂穂*; 高木 周*; 前山 拓哉*; 福西 暢尚*; 深作 和明*; 姫野 龍太郎*

Furuta, Takuya; Sato, Tatsuhiko; Ogawa, Tatsuhiko; Niita, Koji*; Ishikawa, Kenichi*; Noda, Shigeho*; Takagi, Shu*; Maeyama, Takuya*; Fukunishi, Nobuhisa*; Fukasaku, Kazuaki*; Himeno, Ryutaro*

粒子・重イオン輸送計算コードPHITSには計算時間短縮のために、二種類の並列計算機能が組み込まれている。一つはメッセージパッシングインターフェイス(MPI)を利用した分散メモリ型並列計算機能であり、もう一つはOpenMP指示文を利用した共有メモリ型並列計算機能である。それぞれの機能には利点と欠点があり、PHITSでは両方の機能を組み込むことで、利用者のニーズに合わせた並列計算が可能である。また、最大並列数が8から16程度のノードを一つの単位として、数千から数万というノード数で構成されるスーパーコンピュータでは、同一ノード内ではOpenMP、ノード間ではMPIの並列機能を使用するハイブリッド型での並列計算も可能である。それぞれの並列機能の動作について解説するとともにワークステーションや京コンピュータを使用した適用例について示す。

In Particle and Heavy Ion Transport code System PHITS, two parallel computing functions are prepared to reduce the computational time. One is the distributed-memory parallelization using message passing interface (MPI) and the other is the shared-memory parallelization using OpenMP directives. Each function has advantages and disadvantages, and thus, by adopting both functions in PHITS, it is possible to conduct parallel computing suited for needs of users. It is also possible to conduct the hybrid parallelization by the intra-node OpenMP parallelization and the inter-node MPI parallelization in supercomputer systems. Each parallelization functions were explained together with some application results obtained using a workstation and a supercomputer system, K computer at RIKEN.